Τι είναι μια καμπύλη αλληλεπίδρασης στήλης

Τα κάθετα μέλη που αποτελούν μέρος ενός πλαισίου κτιρίου υπόκεινται σε συνδυασμένα αξονικά φορτία και ροπές κάμψης. Αυτές οι δυνάμεις αναπτύσσονται λόγω εξωτερικών φορτίων, όπως νεκρός, ζω, και φορτία ανέμου. Με απλά λόγια, ένα διάγραμμα αλληλεπίδρασης (ή καμπύλη) εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους. Η ισοδυναμία μεταξύ ενός εκκεντρικά εφαρμοζόμενου φορτίου και ενός αξονικού συνδυασμού φορτίου-ροπής φαίνεται παρακάτω. εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους (εκκεντρικότητα) από το κέντρο. εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους, εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους.

Διαφορετική θέση αξονικής δύναμης από το τμήμα κεντροειδούς παράγει διάφορες συμπεριφορές μιας στήλης καθώς και κατανομή πίεσης σε τμήματα. Αυτά απεικονίζονται στην καμπύλη αλληλεπίδρασης M-N:

καμπύλη αλληλεπίδρασης m-n από το Skyciv

εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους

Καθαρή αξονική συμπίεση (σημείο Α). εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους.
Συμπίεση με μικρή κάμψη (σημείο Β). Αυτή είναι η περίπτωση ενός μεγάλου αξονικού φορτίου που δρα σε μια μικρή εκκεντρότητα. εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους. Η αποτυχία συμβαίνει με τη σύνθλιψη του σκυροδέματος.
Έλεγχος συμπίεσης (σημείο Γ). Εδώ υπάρχουν τόσο ζώνη συμπίεσης όσο και ζώνη τάσης σκυροδέματος. Ο χάλυβας υπόκειται σε ένταση. Η αποτυχία συμβαίνει με τη σύνθλιψη του σκυροδέματος στην πλευρά συμπίεσης, λαμβάνοντας υπόψη ότι η τάση στο χάλυβα fs είναι μικρότερη από την τάση απόδοσης fy.
Ισορροπημένη κατάσταση (σημείο Δ). Μια ισορροπημένη κατάσταση επιτυγχάνεται όταν η πίεση συμπίεσης στο σκυρόδεμα φτάσει περιορισμένη και η αντοχή εφελκυσμού φθάνει ταυτόχρονα. Η αστοχία του σκυροδέματος συμβαίνει ταυτόχρονα με την απόδοση του χάλυβα.
Έλεγχος έντασης (σημείο Ε). Αυτή είναι η περίπτωση ενός μικρού αξονικού φορτίου με μεγάλη εκκεντρότητα, αυτό είναι, μια μεγάλη στιγμή. Σε αποτυχία, το στέλεχος στον χάλυβα τάσης είναι μεγαλύτερο από το στέλεχος απόδοσης.
Καθαρή κάμψη (σημείο ΣΤ). εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους, ενώ το αξονικό φορτίο είναι P = 0. Η αποτυχία συμβαίνει όπως σε μια δέσμη που υπόκειται μόνο σε ροπή κάμψης.
Καθαρή αξονική τάση (σημείο Ζ). εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους.

εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους. Τυπικά, υπάρχουν τρία κύρια σημεία: μέγιστη αξονική τάση (σημείο Ζ), μέγιστη αξονική συμπίεση (σημείο Α) και ισορροπημένη κατάσταση (σημείο Δ). Στη συνέχεια, τα ενδιάμεσα σημεία λαμβάνονται από ισορροπημένη κατάσταση έως τη μέγιστη ένταση (σημεία D-G) και από ισορροπημένη κατάσταση έως μέγιστη συμπίεση (σημεία D-A). εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους:

Τα στελέχη από σκυρόδεμα και χάλυβα είναι ανάλογα με την απόσταση από τον ουδέτερο άξονα
Πρέπει να ικανοποιείται η ισορροπία δυνάμεων και η συμβατότητα τάσης
Το μέγιστο εύχρηστο συμπιεστικό στέλεχος στο σκυρόδεμα είναι 0.003
εμφανίζει τους συνδυασμούς αποδεκτής ροπής και αξονικής χωρητικότητας ενός δομικού μέλους
Το τσιμεντόλιθο μπορεί να ληφθεί ως ορθογώνιο σχήμα

Η ισχύς μιας διατομής στήλης μπορεί να προσδιοριστεί από τη γεωμετρία της διατομής, οι συστατικές σχέσεις του σκυροδέματος και του χάλυβα και μια θεώρηση της ισορροπίας και της συμβατότητας παραμορφώσεων. Για τον υπολογισμό των ενδιάμεσων σημείων καμπύλης M-N που περιγράφουν την ισχύ της τομής, το SkyCiv χρησιμοποιεί επαναληπτική διαδικασία. Τα επόμενα βήματα εμπλέκονται σε αυτήν τη διαδικασία σύμφωνα με τον κωδικό ACI:

Ερμηνεία της καμπύλης αλληλεπίδρασης

Για να θεωρηθεί επαρκής ο σχεδιασμός μιας στήλης (ασφαλής), ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων δράσης (Μ, Π) πρέπει να είναι μικρότερο από το συνδυασμό δυναμικών σχεδιασμού (Μ, Π) από την καμπύλη αλληλεπίδρασης. Αυτό σημαίνει ότι εάν η θέση του Μ,Το σημείο P στο οικόπεδο είναι εκτός της καμπύλης, θεωρείται ότι δεν πληροί αυτά τα κριτήρια και θεωρείται μη ασφαλές.

Σχέδιο ενισχυμένου σκυροδέματος SkyCiv

Το SkyCiv προσφέρει ένα πλήρες χαρακτηριστικό Ενισχυμένο σκυρόδεμα λογισμικό που σας επιτρέπει να ελέγχετε τα σχέδια δοκών από σκυρόδεμα και συγκεκριμένες στήλες ACI 318, ΟΠΩΣ ΚΑΙ 3600 και EN2 Πρότυπα σχεδίασης. Το λογισμικό είναι εύχρηστο και βασίζεται πλήρως στο cloud; δεν απαιτείται εγκατάσταση ή λήψη για να ξεκινήσετε!